双绕组助力转向电机电压隔离控制电路、控制器的制作方法

2021-02-07 08:02:00|

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本实用新型涉及新能源商用车转向技术领域，特别涉及一种双绕组液压助力转向电机感应电压隔离控制电路、控制器。

背景技术：

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与传统燃油车相比，新能源商用车的转向助力提供回路比较长，涉及高压动力电池组、电池管理系统、高压配电系统、高压电机控制器、转向助力电动机、转向泵等部件，其中任何一个环节失效都将导致车辆助力转向系统失效，安全风险高。将原有单高压绕组电动机替换为双绕组电动机，集成一组高压绕组和一组低压绕组，高压绕组驱动回路作为转向助力主回路，低压绕组回路作为应急安全备份回路，当高压回路失效时低压回路及时介入保障行车安全，是目前行业内日趋广泛的一种解决方案。
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然而，现阶段双绕组电机方案在市场应用中普遍存在一个问题，电机内部的高、低压绕组间存在互耦特性，当高压工作时，在低压绕组端会产生与高低压绕组匝比相关的交流感应电压，该交流电通过低压电机控制器内部功率管的体二极管进行逆向整流，在低压控制器直流母线端产生一定幅值的直流电压，当控制器源端的蓄电池电量不满时，该电压会通过给蓄电池充电而被钳位，但一旦蓄电池充满或衰减、内阻增大等发生时，感应的直流电压因得不到钳位或消耗而保持较高水平，这极有可能导致与低压电机控制器并联使用的其它车载设备电源过压击穿，或者过高的感应电压串入低压回路，会导致人员触电的可以，带来了及大的安全风险。

技术实现要素：

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本实用新型的目的是提供一种解决新能源商用车双绕组电动液压助力转向电机高压绕组工作时低压侧产生的感应电压对并联设备的影响，以及消除低压端触电风险，保障车辆安全，同时又兼顾节能需要的双绕组液压助力转向电机感应电压隔离控制电路、控制器。
[0005]
本实用新型的技术解决方案是所述双绕组液压助力转向电机感应电压隔离控制电路，其特殊之处在于，包括低压控制器、低压控制器内设置的中央处理器、高压控制器、双绕组电机和为控制器供电的蓄电池，所述低压控制器将源端直流电转换为三相交流电，用于控制双绕组电机的低压绕组，低压控制器功率母线端增加阻断控制器件q7，用于阻断或连通高压绕组工作时在低压直流母线端产生的感应电势对源端蓄电池充电；高压控制器驱动回路运行时，高压绕组的交流电压在双绕组电机内部耦合至低压绕组端，经低压控制器内部的驱动桥逆向整流，该电压施加至低控制器源端。
[0006]
作为优选：所述低压控制器内置的中央处理器通过驱动线路控制采用六组mosfet搭成的电机驱动桥电路，所述阻断控制器件q7连接在低压直流母线的正极或负极，所述中央处理器实时帧测源端电压、高压回路的运行状态、低压源端电压和低压蓄电池电压，当感应电压超过设定的安全值vset时，阻断控制器件q7关闭电流反灌通道。
[0007]
作为优选：所述高压控制器驱动回路正常时，由高压驱动回路提供所述双绕组电机驱动的转向助力，低压电机控制器中央处理器实时帧测高压回路的运行状态、双绕组电机实时转速、低压源端电压。
[0008]
作为优选：所述高压控制器驱动回路运行时，若低压母线侧感应电压低于设定的安全值vset时，阻断控制器件q7打开，使得感应电压对蓄电池充电；所述高压控制器驱动回路故障时，低压控制器阻断控制器件q7导通，使得蓄电池对低压控制器供电，低压控制器通过所述电机驱动桥驱动电机的低压绕组，使电机运行带动转向泵工作，提供应急转向助力。
[0009]
作为优选：所述阻断控制器件q7选用mosfet、igbt、晶闸管或功率二极管。
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本实用新型的另一技术解决方案是所述双绕组液压助力转向电机感应电压隔离控制电路的控制器，其特殊之处在于，包括中央处理器、驱动线路、阻断控制器件q7和电机驱动桥，所述中央处理器通过驱动线路控制电机驱动桥，阻断控制器件q7分别连接低压直流母线的正极或负极、中央处理器和电池组。
[0011]
作为优选：所述阻断控制器件q7选用mosfet、igbt、晶闸管或功率二极管。
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与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
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本实用新型的技术方案避免了新能源商用车双绕组电动液压助力转向电机高压绕组工作时低压侧产生的感应电压对并联设备的影响，以及消除低压端触电风险，保障车辆安全，同时又兼顾了节能需要，感应电压小于安全电压值时用来对蓄电池充电。
附图说明
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图1是本实用新型第一实施例的电路框图；
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图2是本实用新型第二实施例的电路框图；
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图3是本实用新型第一实施例的控制方法流程图。
具体实施方式
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本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
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图1、图3示出了本实用新型的第一实施例。
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请参阅图1所示，双绕组电机中的高、低压绕组分别连接q8～q
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组成的高压驱动桥和q1～q6组成的低压驱动桥，低压驱动桥集成于低压电机控制器，低压控制器中直流母线供电负极端还设有阻断控制器件q7，低压控制器中还设有中央处理器，它实时帧测高压回路的运行状态和低压源端的电压。所述双绕组电机中的高、低压绕组分别连接q8～q
13
组成的高压驱动桥和q1～q6组成的低压驱动桥，低压驱动桥集成于低压电机控制器，低压控制器中直流母线供电负极端还设有阻断控制器件q7。
[0020]
请参阅图3所示，低压电机控制器上电后，实时帧测高压电机运行状态和源端电压，当高压回路正常运行时，高压绕组的三相电通过绕组耦合至低压端，判断耦合的感应电压过高，存在损坏其它并联设备或有触电风险时，控制阻断器件q7关闭，使得感应电压被阻挡在控制器内，对控制器外部设备及人员安全不产生影响；判断源端电压小于设定值vset时，控制阻断器件q7导通，使得感应电压对低压蓄电池充电；中央处理器帧测到高压回路故障时，控制阻断器件q7导通，并控制电机驱动桥，使电机运行，为转向油泵提供动力，保障行车安全。
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图2示出了本实用新型的第二实施例。
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请参阅图2所示，与第一实施例相比，本实施例中的低压控制器中直流母线上的阻断控制器件q7设在正极输入端，其它结构与前述实施例相同，此处省略。
[0023]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

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